طراحی آیرودینامیکی مجموعه فن و کمپرسور محوری موتور های توربوفن با نسبت کنار گذر دلخواه به روش انحنای خطوط جریان

در مقاله حاضر, روش انحنای خطوط جریان برای طراحی و تحلیل میدان جریان در هر یک از مجموعه های کمپرسور و فن محوری و همچنین قسمت داکت موتور توربوفن به کار گرفته شده است. در ابتدا, به کمک تحلیل یک بعدی بر اساس حل ردیف به ردیف جریان در امتداد شعاع میانی و بر اساس نسبت کنارگذر مورد نظر, هندسه نصف النهاری فن, کمپرسور و جداکننده و همچنین سرعت های محوری استخراج شده اند. این اطلاعات به عنوان اطلاعات ورودی برای اعمال روش انحنای خطوط جریان مورد استفاده قرار گرفته است. ورودی های دیگر برنامه شامل فشار و دمای کل ورودی به فن, دور محور, دبی جریان و نسبت فشار کل می باشند. در طراحی کمپرسور و داکت, فشار کل و دمای کل ورودی, بر اساس خروجی های فن به صورت متغیر از پایه تا نوک اعمال می شوند. از مدل های افت پروفیل, افت موج ضربه ای و افت درز نوک پره ها به منظور محاسبه تغییرات آنتروپی استفاده شده است. شکل هندسی پره کمپرسور از طریق ایجاد خط انحنای دایروی و انواع سهموی با درجه های مختلف و توزیع ضخامت بر اساس اطلاعات ضخامت ایرفویل های ناکا سری-6 حول آن صورت گرفته است. به منظور کسب اطمینان از صحت نتایج, خروجی های برنامه برای یک فن دو طبقه با نتایج تجربی مقایسه شده است. پس از آن تاثیر برخی کمیت های ورودی برنامه نظیر بار آیرودینامیکی و تعداد پره ها بر عملکرد آیرودینامیکی و شکل هندسی فن دو طبقه بررسی شده و در هر مورد حالت بهینه برای عملکرد فن انتخاب شده است.